[發明專利]風光通用型新能源智能控制系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201310268637.4
• 申請日: 2013-07-01
• 公開（公告）號: CN103457313A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 馮賓春;張子皿;張金接;莫為澤;符平
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院;北京中水科水電科技開發有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/35
• 代理公司: 北京中建聯合知識產權代理事務所 11004
• 代理人: 朱麗巖

1.一種風光通用型新能源智能控制系統，至少包括：

風光發電模組，包括光伏發電模組及離網風機發電模組，作為該系統的輸入；

CPU，在對系統運行時系統的輸出功率、負載功率和蓄電池可以接受的充放電功率三者之間關系基礎上，定義了多種工作模式及工作模式轉換規則，CPU實時檢測系統輸出功率、負載功率和蓄電池可以接受的充放電功率以及系統目前所處的工作模式，根據工作模式轉換規則進行判斷以確定工作模式之間如何相互轉換；

風電最大功率點追蹤控制模塊，實時檢測風機輸入電壓、電流信號，采用改進的最大功率點擾動搜索控制，計算出風機最大功率追蹤控制指令，對發電機電磁轉矩進行控制；

充放電控制模塊，在CPU的控制下通過采用安時法對蓄電池進行電池電量進行檢測，計算出電池充放電電量，并采用蓄電池智能充放電控制技術，使蓄電池始終工作在最優的工作狀態；

卸荷控制模塊，在CPU的控制下采用PWM無級卸荷與完全接通卸荷相結合的方式控制卸荷負載。

2.如權利要求1所述的一種風光通用型新能源智能控制系統，其特征在于，CPU在對系統運行時系統的輸出功率???????????????????????????????????????????????、負載功率和蓄電池可以接受的充放電功率三者之間關系基礎上，定義了如下多種工作模式及工作模式轉換規則：

模式1，無輸入、無負載，系統處于靜止狀態；

模式2，，?，蓄電池處于充電狀態，?系統處于最大功率控制狀態，風光發電模組向負載和蓄電池同時供電；

模式3，?，，系統處于智能PWM卸荷控制狀態，使；

模式4，風機發電機轉速或轉矩已經達到極限參數,?此時系統處于完全接通卸荷控制，系統處于風力發電機組保護狀態；

模式5，，?系統處于最大功率控制狀態，蓄電池處于放電狀態，風光發電模組和蓄電池同時向負載供電；

模式6，蓄電池達到最大放電深度時，?切除負載，系統處于蓄電池保護控制狀態。

3.如權利要求1所述的一種風光通用型新能源智能控制系統，其特征在于，該系統還包括：

AC/DC模塊，連接于該離網風機發電模組之AC輸出端，用于將該離網風機發電模組之AC輸出轉換為直流DC；

風光發電輸入控制模塊，連接于該風光發電模組輸出端，用于將風光發電模組之輸出和該AC/DC模塊之輸出合并并分別控制，該風電最大功率點追蹤控制模塊計算出風機最大功率追蹤控制指令后，通過該AC/DC模塊和該風光發電輸入控制模塊對發電機電磁轉矩進行控制。

4.如權利要求3所述的一種風光通用型新能源智能控制系統，其特征在于：該風電最大功率點追蹤控制模塊采用變步長最大功率搜索控制法，通過搜索找到最大功率點，周期性的增大或減小負載，比較負載變動前后的輸出功率大小，以決定下一步的增減負載動作。

5.如權利要求1所述的一種風光通用型新能源智能控制系統，其特征在于：當交流輸入電壓達到無級卸荷設定值時，該卸荷控制模塊根據輸出負載電流、蓄電池充電電流信號來調節卸荷負載的PWM占空比；當交流輸入電壓達到完全卸荷設定值時，則以完全接通的方式打開卸荷負載。

6.如權利要求1所述的一種風光通用型新能源智能控制系統，其特征在于：該系統還包括光伏最大功率點跟蹤控制模塊，其通過將一DC/DC轉換電路串接于風光發電輸入控制模塊之對應光伏發電模組的輸出端和負載之間，通過CPU控制該DC/DC轉換電路開關管的占空比的變化，從而該光伏發電模組的端口電壓會隨著最大功率點的變化而相應變化，實現跟蹤最大功率輸出點的目的。

7.一種風光通用型新能源智能控制系統的控制方法，包括如下步驟：

在CPU控制下，實時測量各模塊的電壓、電流信號并計算其功率；

充放電控制模塊在CPU控制下根據測量結果對蓄電池進行充放電控制；

風電最大功率點追蹤控制模塊在CPU控制下根據測量結果控制風機輸出最大功率；

CPU根據測量結果進行工作模式選擇及轉換控制；

判斷是否啟動風機發電模組的風機保護電路或卸荷控制模塊進行智能卸荷控制。